Kinetyka formowania tlenków azotu w płomieniu gazowym

Monika Zajemska


https://orcid.org/0000-0002-0982-0983

Anna Poskart


https://orcid.org/0000-0001-7207-9211

Dorota Musiał


https://orcid.org/0000-0002-0667-3033


Abstrakt

W niniejszym artykule poruszono problematykę formowania tlenków azotu w procesie spalania gazu ziemnego. Przeanalizowano wpływ wybranych parametrów spalania na udział NO, N2O i NO2 w produktach spalania. Spośród wielu czynników determinujących tworzenie się NOx wybrano dwa, a mianowicie temperaturę i czas przebywania w strefie najwyższych temperatur, uznając je jako szczególnie istotne. Za pomocą komercyjnego oprogramowania CHEMKIN-PRO dokonano szczegółowej analizy absolutnej szybkości NOx dla różnych temperatur spalania. Ponadto, sporządzono ścieżkę formowania ww. związków. Zasadniczym celem badań jest analiza wpływu wybranych parametrów procesu spalania, takich jak temperatura, na formowanie termicznych tlenków azotu, ze szczególnym uwzględnieniem chemii procesu. Wykorzystanie metod numerycznych do przewidywania produktów spalania, m.in. NOx, jest niezwykle istotne w aspekcie ekologicznym i ekonomicznym.

Słowa kluczowe:

spalanie, numeryczne modelowanie, tlenki azotu

Abián, M.; Peribáñez, E., Millera, A.; Bilbao, R.; Alzueta, M.U. (2014). Impact of nitrogen oxides (NO, NO2, N2O) on the formation of soot. Combust. Flame 161(1): 280-287. DOI: 10.1016/j.combustflame.2013.07.015.
  Google Scholar

Adamczuk, M. (2010). Prediction of chemical composition of combustion products in reheating furnaces using the CHEMKIN-PRO software. Metallurgist-Metallurgical News 3: 102-105.
  Google Scholar

Adamczuk, M. (2011). The requirements of computational art in terms of numerical modelling of chemical composition of combustion products. Modeling Engineering 10(41): 453-462. Available at: http://www.kms.polsl.pl/mi/pelne_10/54.pdf. Accessed 24 February 2015.
  Google Scholar

Bulewicz, E.M. (2000). Nitrogen oxides formed during the combustion. In: Kordylewski, W. (ed.). Low-emission techniques of combustion in energy sector. Wrocław, Poland: University of Technology.
  Google Scholar

Burcat, A.; Gardiner, W.C. (2000). Gas phase combustion chemistry. New York: Springer. Available at: http://www.technion.ac.il/~aer0201. Accessed 15 January 2015.
  Google Scholar

Curran, H.J.; Gaffuri, P.; Pitz, W.J.; Westbrook, C.K. (2002). A comprehensive modeling study of iso-octane oxidation. Combust. Flame., 129: 253-80. Available at: http://www-cms.llnl. Accessed 15 January 2015.
  Google Scholar

De Soete, G. (1974). Overall reaction rate of NO and N2 formation from fuel nitrogen. 15th Combustion Symposium, Tokyo, Japan: 1011-1024. DOI: 10.1016/S0082-0784(75)80374-2.
  Google Scholar

Fenimore, C.P. (1971). Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames. Proceedings of 13-th Symposium (Int.) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh: 373-380.
  Google Scholar

Gradoń, B. (2003). The role of the nitrous oxide in modelling of the NO emission from combustion processes of gaseous fuels in high temperature furnaces. Gliwice, Poland: Scientific Papers of Silesian University of Technology.
  Google Scholar

Hill, S.C.; Smoot, L.D. (2000). Modeling of nitrogen oxides formation and destruction in combustion systems. Prog. Energy Combust. Sci. 26: 417-458. DOI: 10.1016/S0360-1285(00)00011-3.
  Google Scholar

Konnov, A.A. (2000). Detailed reaction mechanism for small hydrocarbons combustion. Release 0.5. Available at: http://homepages.vub.ac.be/_akonnov
  Google Scholar

Kordylewski, W. (Eds.), (2000). Low-emission techniques of combustion in energy sector. Wrocław, Poland: University of Technology. Polish.
  Google Scholar

Magdziarz, A.; Wilk, M.; Zajemska, M. (2011). Modelling of pollutants from the biomass combustion process. Chem. Process Eng. 32(4): 423-433. DOI: 10.2478/v10176-011-0034-2.
  Google Scholar

Miller, J.D.; Bowman, C.T. (1989). Mechanism and modeling of nitrogen chemistry in combustion. Prog. Energy Combust. Sci. 15: 287-338. DOI: 10.1016/0360-1285(89)90017-8.
  Google Scholar

Rodat, S.; Abanades, S.; Coulié, J.; Flamand, F. (2009). Kinetic modelling of methane decomposition in a tubular solar reactor. Chem. Eng J. 146: 120-127. DOI: 10.1016/j.cej.2008.09.008.
  Google Scholar

Simmie, J.M. (2003). Detailed chemical kinetic models for the combustion of hydrocarbon fuels. Prog. Energy Combust. Sci. 29: 599-634. DOI: 10.1016/S0360-1285(03)00060-1.
  Google Scholar

Smith, G.P.; Golden, D.M.; Frenklach, M.; Moriarty, N.W.; Eiteneer, B.; Goldenberg, M.; Bowman, C.T.; Hanson, R.K.; Song, S.; Gardiner, W.C.; Lissianski, V.V.; Qin, Z. (2002). Available at: http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/. Accessed 17 January 2015.
  Google Scholar

Weston, K.C. (2000). Energy conversion. Brooks/Cole. Available at: http://www.personal.utulsa.edu/ ~kenneth-weston/. Accessed 17 January 2015.
  Google Scholar

Wilk, R. (2000). The foundations of low-emission combustion. Katowice, Poland: Publishing house Gnome.
  Google Scholar

Zajemska, M.; Musiał D.; Poskart A. (2014). Application of Chemkin and Comsol programs in the chemical composition calculations of natural gas combustion products. Combust. Sci. Technol. 186: 153-172. DOI: 10.1080/00102202.2013.854206.
  Google Scholar

Zajemska, M.; Musiał D.; Poskart A. (2014). Effective methods of reduction of nitrogen oxides concentration during the natural gas combustion. Environ. Technol. 35(5): 602-610. DOI: 10.1080/09593330.2013.839722.
  Google Scholar

Zajemska, M.; Poskart, A. (2013). Applicability of numerical methods for predicting and reducing the emission of pollutants from combustion plants used in chemical and refinery industries. Przem. Chem. 92(3): 357-361.
  Google Scholar

Zajemska, M.; Poskart, A. (2013). Prediction of the chemical composition of combustion products in metallurgical heat furnaces with numerical methods use. La Metallurgia Italiana 10: 33-40.
  Google Scholar


Opublikowane
2020-12-10

Cited By / Share

Zajemska, M., Poskart, A., & Musiał, D. (2020). Kinetyka formowania tlenków azotu w płomieniu gazowym. Economic and Environmental Studies, 15(4 (36), 445–461. Pobrano z https://czasopisma.uni.opole.pl/index.php/ees/article/view/2979

Autorzy

Monika Zajemska 
https://orcid.org/0000-0002-0982-0983

Autorzy

Anna Poskart 
https://orcid.org/0000-0001-7207-9211

Autorzy

Dorota Musiał 
https://orcid.org/0000-0002-0667-3033

Statystyki

Downloads

Download data is not yet available.


Licencja

Prawa autorskie (c) 2020 Economic and Environmental Studies

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Użycie niekomercyjne – Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowe.